壓力衰減法質(zhì)譜計校準裝置

2009-03-18 李得天蘭州物理研究所

壓力衰減法質(zhì)譜計校準裝置如圖2 所示。氣體引入系統通過(guò)微調閥控制流入校準室中的氣體量。這種方法不需要知道氣體流量, 校準裝置只需要一個(gè)參考標準規,如電容規或磁懸浮轉子規, 這種技術(shù)不推薦采用電離規, 因為電離規在壓力高于10^-2Pa 時(shí)為非線(xiàn)性。

1. 分壓力質(zhì)譜計　2. 微調閥　3. 旁通限流孔　4, 5, 7, 10. 隔斷閥 6. 參考標準規　8. 校準室　9. 機械泵　11. 熱傳導規　12. 分子泵　13. 放氣閥

圖2　壓力衰減法校準裝置原理圖

在氣體引入系統和校準室之間并聯(lián)有一個(gè)隔斷閥和旁通限流孔, 隔斷閥4只在開(kāi)始階段抽氣時(shí)打開(kāi)。為了保證參考標準規處于工作壓力范圍之內和質(zhì)譜計校準到很低的壓力, 隔斷閥5 和7 可以使參考標準規分別與氣體引入系統和校準室相通。當關(guān)閉隔斷閥4 和5、打開(kāi)隔斷閥7 時(shí), 質(zhì)譜計和參考標準規的讀數可以直接比對。校準更低的壓力時(shí), 可以通過(guò)關(guān)閉隔斷閥4 和7、打開(kāi)隔斷閥5 來(lái)進(jìn)行。設限流孔高壓端的壓力為P_h , 低壓端的壓力為P_l, 則壓力比R_P 為

　 R_P近似等于1+ S _eff/C _res, S_{ef f} 是校準室的有效抽速, C_res是限流孔的流導。沒(méi)有必要知道實(shí)際的抽速和流導, 因為R_P 可以通過(guò)測量限流孔上下端的壓力直接測定。為了保證壓力比R _P 恒定, 限流孔高壓端的壓力P _h 必須足夠低, 以保證氣體分子的平均自由程遠遠大于限流孔的特征尺寸。比如, 對一個(gè)通導1mm 的限流孔, 在室溫下, 對于N _2, P _h 應低于10^-1 Pa。